(57)【要約】【課題】高騒音環境においても騒音に邪魔されず確実に音声通話による相互連絡や確認ができ、また、メーカや機種が異なった複数の携帯音声無線装置を同時に使用しても良好な通話状態を確保することができる、汎用性のある実用的な通話システムを提供する。【解決手段】サーバ１１に接続されたスイッチングハブ１２及びアクセスポイント１３を有し、スイッチングハブ１２には固定電話機１４及び拡声器放送用端末機１８が接続され、アクセスポイント１３には携帯音声無線装置１６が接続され、携帯音声無線装置１６には、騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン２５及び騒音処理装置２６を備えた全二重通信に対応する防雑ヘッドセット１７が接続され、サーバ１１は、携帯音声無線装置１６毎に異なる受話音声信号を、予め、接続する携帯音声無線装置１６毎の最適値にあったレベルに調整して送信する。【選択図】図１
2010050695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信制御及び個別端末制御を行うサーバと、
前記サーバに接続された、有線ＬＡＮを構成するスイッチングハブ及び無線ＬＡＮを構成するアクセスポイントと、
前記スイッチングハブに接続された固定電話機及び拡声器放送用端末機と、
前記アクセスポイントに接続された携帯音声無線装置と、
前記携帯音声無線装置に接続された、騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン及び騒音処理装置を備えた全二重通信に対応する防雑ヘッドセットとを有し、
前記サーバは、前記携帯音声無線装置毎に異なる受話音声信号を、予め、接続する前記携帯音声無線装置毎の最適値にあったレベルに調整して送信するレベル調整手段を有することを特徴とする通話システム。
【請求項２】
前記サーバは、グループ通話及び放送を行う機能を備え、
前記騒音処理装置は、前記マイクイヤホンからの入力信号から通話者の音声信号以外の信号を検出して分離除去を行う騒音処理回路を有し、
送話音声に外部騒音として影響を与える高騒音下でのグループ通話及び放送時の送話を、前記マイクイヤホンを介して行うことを特徴とする請求項１に記載の通話システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通話システムに関し、特に、高騒音環境における相互通話を可能にする通話システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場等の高騒音環境においてグループ通話を実現するための工夫として、骨伝導方式のイヤホンマイクを使う方法や指向性を持ったマイクを活用する方法或いは騒音音響の位相を反転するスピーカを使う方法等が知られている。
骨伝導方式のイヤホンマイクの場合、人の頭骨や筋肉や皮膚を通過してイヤホンマイクに達する音声を用いることから、騒音が入り込むのを抑制するためには、音の通路に騒音が入り込まないようにする必要がある。しかしながら、空中を伝播してくる音は、空気振動板のような物が無くてもイヤホンの筐体等を通じて入力されるし、人の頭骨や筋肉や皮膚を通じても入力されるので騒音となってしまう。
【０００３】
また、頭骨等の音伝播の周波数特性は低域に偏っているので、籠もった音になってしまい聞きづらく、また、イヤホンマイクをある程度強く頭骨に押し付けなくてはならないので、装着感が良くない。
指向性マイクを活用する方法の場合、指向性の強いマイクを口の近くで口に向けて配置し、別の無指向性のマイクで周囲の音を拾うように配置する。指向性マイクの出力から無指向性マイクの出力を電気的に引き算したものが通話音量になるので、無指向性マイクの出力が小さければ相対的に音声が大きくなるが、騒音が大きい場合は効果が小さい。また、騒音源が口と同じ方向に有る場合も効果が小さく、マイクを口の前方に配置しなくてはならないので作業時に邪魔になる。
【０００４】
騒音位相反転方法は、耳に近い場所に配置したマイクで外部の騒音を捉え、それを元に大きさ及び周波数が同じで位相が反対の音を電気的に発生させイヤホンで耳に向かって空気中に放射することにより、騒音を打ち消すものである。この方法の場合、マイクや電気回路やイヤホンの総合的なリニアリティを得難いことや周波数特性がフラットで無い等の理由で、完全に大きさや周波数が同じで位相が反対の音を作るのが難しく、騒音が大きい場合は効果が小さい。また、マイクが騒音を拾うことには対処することができない。
【０００５】
上述した、骨伝導方式のイヤホンマイクに関するものとして、例えば、「骨伝導イヤホンマイク」（特許文献１参照）がある。
【特許文献１】特開平８−１９５９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来、例えば、８５〜９０ｄＢを超えるような高騒音環境においても、騒音に邪魔されることなく確実に音声で通話し相互連絡や確認ができる、汎用性のある実用的な通話システムは存在しなかった。
【０００７】
更に、高騒音環境において通話システムを実際に使用する際に、次に示す状況への対応も必要となる。
多人数でのグループ通話を行う場合、通話者の内の１名でも高騒音環境に居ると、その通話者のマイクから他の通話者のイヤホンに騒音が伝わってしまいグループ通話が出来なくなってしまう。なお、このような状況においては、通話システムを通じて行う会話或いは信号音とは関係無いあらゆる音が騒音とみなされ、現場で機械運転時に発生する音、材料等の接触、破断、加工時に発生する音、通話システムと無関係な人の声等が騒音となる。
【０００８】
また、通話システムが携帯端末機を使っての一斉放送やページング呼び出し機能を備えている場合、携帯端末機の位置によっては拡声器との間でハウリングが発生してしまう。
また、複数の携帯音声無線装置を同時に使ってグループ通話や一斉放送を行おうとした場合、喩え同じ規格の通信方式であっても、メーカや機種が異なると、細部の設計に差がある各種の機器が混じり合って使われる状態になり、話し手のマイクから聞き手のイヤホン又はマイクまで一貫した同一レベルを確保することができずに、音量に差が出てしまったり音質が低下してしまうという問題点があった。
【０００９】
なお、従来の通話システムにおいては、使用する機器を互換性のある範囲に限定、即ち、ある通話システムにおいて使用できるのは特定のメーカの特定の機種のみとし、また、所定の特性を持ったイヤホンやマイクのみが使用できるとしていたため、上記問題点は生じなかった。
この発明の目的は、高騒音環境においても騒音に邪魔されることなく確実に音声通話による相互連絡や確認ができ、また、メーカや機種が異なった複数の携帯音声無線装置を同時に使用しても良好な通話状態を確保することができる、汎用性のある実用的な通話システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明に係る通話システムは、通信制御及び個別端末制御を行うサーバと、前記サーバに接続された、有線ＬＡＮを構成するスイッチングハブ及び無線ＬＡＮを構成するアクセスポイントと、前記スイッチングハブに接続された固定電話機及び拡声器放送用端末機と、前記アクセスポイントに接続された携帯音声無線装置と、前記携帯音声無線装置に接続された、騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン及び騒音処理装置を備えた全二重通信に対応する防雑ヘッドセットとを有し、前記サーバは、前記携帯音声無線装置毎に異なる受話音声信号を、予め、接続する前記携帯音声無線装置毎の最適値にあったレベルに調整して送信するレベル調整手段を有することを特徴としている。
【００１１】
また、この発明において、前記サーバは、グループ通話及び放送を行う機能を備え、前記騒音処理装置は、前記マイクイヤホンからの入力信号から通話者の音声信号以外の信号を検出して分離除去を行う騒音処理回路を有し、送話音声に外部騒音として影響を与える高騒音下でのグループ通話及び放送時の送話を、前記マイクイヤホンを介して行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、通信制御及び個別端末制御を行うサーバに接続された、有線ＬＡＮを構成するスイッチングハブ及び無線ＬＡＮを構成するアクセスポイントを有し、スイッチングハブには固定電話機及び拡声器放送用端末機が接続され、アクセスポイントには携帯音声無線装置が接続され、この携帯音声無線装置には、騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン及び騒音処理装置を備えた全二重通信に対応する防雑ヘッドセットが接続され、サーバは、グループ通話及び放送を行う機能を備えるレベル調整手段により、携帯音声無線装置毎に異なる受話音声信号を、予め、接続する携帯音声無線装置毎の最適値にあったレベルに調整して送信する。
【００１３】
このため、高騒音環境においても騒音に邪魔されることなく確実に音声通話による相互連絡や確認ができ、また、メーカや機種が異なった複数の携帯音声無線装置を同時に使用しても良好な通話状態を確保することができる、汎用性のある実用的な通話システムを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る通話システムの構成を概略的に示す説明図である。図１に示すように、通話システム１０は、サーバ１１、スイッチングハブ（ＨＵＢ）１２、複数（この例では、２個）のアクセスポイント１３ａ，１３ｂ、固定電話機１４、複数（この例では、２個）の拡声放送用のスピーカ１５ａ，１５ｂ、複数（この例では、５個）の携帯音声無線装置１６ａ〜１６ｅ、及び複数（この例では、５個）の雑音防止用の防雑ヘッドセット１７ａ〜１７ｅを有している。
この通話システム１０により、それぞれ防雑ヘッドセット１７ａ〜１７ｅを装着して携帯音声無線装置１６ａ〜１６ｅを携帯した複数のユーザの間で、相互に通話するグループ通話を行うことができる。
【００１５】
サーバ１１は、例えば、グループ通話及び放送を行う機能を備えた、グループ通話・放送用の多機能呼制御音声通話サーバが用いられ、通話端末同士の回線接続・切断の制御、即ち、無線ＬＡＮアクセスポイント間のハンドオーバ等、通話端末を無線ＬＡＮに接続するアクセスポイントの制御等、通信制御を行う。また、複数の通話端末による会議通話の制御を行う。会議通話の場合、特定のアドレス（電話番号）に接続された各通話端末の音声は、サーバ１１により全て加算された上でそれぞれの通話端末に配信される。このサーバ１１には、スイッチングハブ１２が接続されている。更に、サーバ１１は、低騒音下での各種汎用マイク特性を合わせ込む処理を行う。
【００１６】
スイッチングハブ１２は、サーバ１１と複数の通話端末間を物理的に結ぶものであり、個々の機器を接続して有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成する。このスイッチングハブ１２は、単なるハブと異なり個々のデータフレーム上のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを読み取り、複数の配線の中で伝送相手が接続されている適切な配線にのみ情報を流す。
スイッチングハブ１２には、無線ＬＡＮを構成するアクセスポイント１３ａ，１３ｂ、有線ＬＡＮに接続されて通話することができる固定電話機１４、及び拡声器放送用端末機（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＩＰ−ＡＭＰ）１８ａ，１８ｂを介して、有線ＬＡＮに接続され現場で広く音声を発するスピーカ１５ａ，１５ｂが、それぞれ接続されている。
【００１７】
アクセスポイント１３ａ，１３ｂは、無線ＬＡＮにおいて有線ＬＡＮにおけるスイッチングハブと同等の働きをする、無線機器を有線ＬＡＮに接続する基地局であり、汎用の規格であるＩＥＥＥ．８０２．１１を使用している。
アクセスポイント１３ａには、例えば、無線ＬＡＮを介して、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯音声無線装置１６ａ，１６ｂが、アクセスポイント１３ｂには、例えば、無線ＬＡＮを介して、無線ＩＰフォン等の携帯音声無線装置１６ｃ，１６ｄ，１６ｅが、それぞれ接続される。
【００１８】
また、ＰＤＡ１６ａ，１６ｂには、防雑無線ヘッドセット１７ａ，１７ｂが無線接続され、無線ＩＰフォン１６ｃ，１６ｄ，１６ｅには、防雑有線ヘッドセット１７ｃ，１７ｄ，１７ｅが有線接続されている。これら防雑ヘッドセット１７ａ〜１７ｅは、全二重通信（ｆｕｌｌ  ｄｕｐｌｅｘ）に対応している。
固定電話機１４は、運転室等の固定位置に設置されて有線ＬＡＮに接続される、例えば、音声を各種符号化方法で圧縮しパケットに変換した上でＩＰによりネットワーク上をリアルタイム伝送して通話する電話（ＩＰフォン）である。
【００１９】
スピーカ１５ａ，１５ｂは、広い構内に於いて一斉放送やページング呼び出しを行う際に用いられ、有線ＬＡＮ上のフレームデータという形に変換されている音声データを直接音声変換して出力する。
この携帯音声無線装置１６ａ，１６ｂは、基本的には固定型のＩＰフォンと同じであるが無線ＬＡＮを経由して有線ＬＡＮに接続される。携帯機器であるから、接続している無線ＬＡＮアクセスポイントは通話毎或いは通話中に変わる可能性があり、連続通話中に接続している無線ＬＡＮアクセスポイントを変える場合は、ハンドオーバと呼ばれる制御が行われる。
【００２０】
図２は、図１の通話システムの他の構成例を概略的に示す説明図である。図２に示すように、通話システム１０（図１参照）に、更に、携帯音声無線装置１６ｆ〜１６ｈを接続しても良い。サーバ１１に、ＶｏＩＰ−ＧＷ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ−ＧａｔｅＷａｙ）１９を介して接続された既設電話交換機２０には、既設構内ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ２１が、公衆交換電話網２２ａ及び携帯電話網２２ｂを介して携帯電話基地局２３が、公衆交換電話網２２ａ及び公衆ＰＨＳ網２２ｃを介して公衆ＰＨＳアンテナ２４が、それぞれ接続されている。
【００２１】
そして、既設構内ＰＨＳアンテナ２１には、ＰＨＳ無線を介して、防雑有線ヘッドセット１７ｆが接続された既設構内ＰＨＳ端末（携帯音声無線装置）１６ｆが、携帯電話基地局２３には、携帯無線を介して、防雑有線ヘッドセット１７ｇが接続された携帯電話端末（携帯音声無線装置）１６ｇが、公衆ＰＨＳアンテナ２４には、公衆ＰＨＳ無線を介して、防雑有線ヘッドセット１７ｈが接続された公衆ＰＨＳ端末（携帯音声無線装置）１６ｈが、それぞれ無線接続される。
【００２２】
図１及び図２に示す、防雑無線ヘッドセット１７ａ，１７ｂと防雑有線ヘッドセット１７ｃ〜１７ｈは、騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン２５及び騒音処理装置２６を有している。
騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン２５は、携帯音声無線装置１６ａ〜１６ｂから入力した受話音声の電気信号を空気振動に変換すること、及び送話音声を電気信号に変換して携帯音声無線装置１６ａ〜１６ｂへ出力することを同時に実現する、共通の一つの振動板のみを有している。このマイクイヤホン２５は、通話者の耳穴に挿入されることにより耳穴内部壁面に密着して耳穴を密閉状態にすることで、通話時に外部の騒音が耳穴内部に侵入するのを極力抑制する耳栓構造を有している。
【００２３】
騒音処理装置２６は、マイクイヤホン２５からの入力信号から通話者の音声信号以外の信号、即ち、騒音となる信号を検出して分離除去を行う騒音処理回路を有している。また、騒音処理回路は、通話者の音声を選択的に増幅し、それ以外を抑制する処理を行っている。
騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン２５及び騒音処理装置２６を用いることにより、人の話し声や機械の作動音或いは車輌の走行音等周辺の様々な音声が送話音声に外部騒音として入力してしまい、通話が困難である高騒音環境においても、外部騒音の影響を極力排除して、音声伝送経路への騒音の混入やハウリングの発生等を無くすことができる。
【００２４】
その結果、従来の通話システムでは実現できなかった高騒音環境における複数通話者によるグループ通話を実現することができると共に、スピーカ１５ａ，１５ｂとの間でハウリングを発生させずにスムーズな一斉放送やページング放送を実現することができる。
図３は、グループ通話を実施する際の流れを示し、（ａ）は招集による場合のシーケンスチャートであり、（ｂ）は参加による場合のシーケンスチャートである。図４は、放送を実施する際の流れを示すシーケンスチャートである。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、招集によりグループ通話を実施する場合、先ず、会議招集元である端末１６ａは、サーバ（多機能呼制御音声通話サーバ）１１に対し、端末１６ｂ，１６ｃ，１６ｄとの間での会議を招集することを要求する（１）。次に、サーバ１１は、端末１６ｂに対し接続を要求し（２）、更に、端末１６ｃに対し（３）、端末１６ｄに対し（４）、それぞれ接続を要求する。要求を受けて、端末１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが順次応答する（５），（６），（７）ことにより、会議環境が成立する。
【００２６】
次に、会議招集元である端末１６ａが回線を切断する（８）ことにより会議が終了すると、サーバ１１は、他の端末１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの回線も切断する（９），（１０），（１１）。なお、会議からの離脱は、招集先の各端末１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが回線を切断することによっても可能である。但し、招集先端末からの再接続はできない。
図３（ｂ）に示すように、参加によりグループ通話を実施する場合、予め設定している特番ダイヤル発信により、各端末１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄがそれぞれサーバ１１に接続する（１），（２），（３），（４）。なお、会議からの離脱は、参加している各端末が回線を切断する（５），（６），（７），（８）ことにより、任意に可能であり、再接続も、特番ダイヤル発信で可能である。
【００２７】
図４に示すように、放送を実施する場合、先ず、端末１６ａから放送特番ダイヤルを発信し、サーバ１１に対し放送を要求する（１）。次に、サーバ１１は、ＩＰ−ＡＭＰ１８を呼び出し受信状態にさせる（２）。次に、端末１６ａから音声（デジタル）信号を、サーバ１１を介して（３）、ＩＰ−ＡＭＰ１８へ伝送する（４）。音声（デジタル）信号を受信したＩＰ−ＡＭＰ１８は、音声（デジタル）信号をデジタルからアナログへ変換し、変換したアナログ信号を増幅した後にスピーカ１５へ送信し、放送を開始する（５）。
【００２８】
グループ通話において、複数台の携帯音声無線装置１６から入力された音声信号は、（グループ通話用）サーバ１１に全て集められて、その音声信号の和が作成される。その総和音声信号は、逆にサーバ１１からグループ通話に参加している全ての携帯音声無線装置１６に無線ＬＡＮを通じて送り出される。受信した携帯音声無線装置１６では、総和音声信号をデジタルコードからアナログ信号に復元する。その結果、最終的にどの携帯音声無線装置１６でも他の全部の携帯音声無線装置１６から入力された音声を聞くことができる。
【００２９】
但し、実際には、全ての携帯音声無線装置１６から入力された音声信号ではなく、自分の送った音声信号は除いて、それ以外の音声信号の和を取って送っている。例えば、携帯音声無線装置１６ａ〜１６ｄが会議通話に参加しているとき、携帯音声無線装置１６ａには、自分の送話した信号は除いて携帯音声無線装置１６ｂ〜１６ｄの送話信号の和が送り返される。同じく、携帯音声無線装置１６ｂには、携帯音声無線装置１６ａ，１６ｃ，１６ｄの送話信号の和が送り返される。以下同様の処理が行われるが、説明を省略する。
【００３０】
本発明の通話システム１０では、既に説明した通り、携帯音声無線装置１６の元々の出力装置であるイヤホン又はスピーカの代わりに騒音抑制型のマイクイヤホン２５を用いている。但し、携帯音声無線装置１６の元々の出力装置であるイヤホン又はスピーカに、出力回路から印加される駆動電圧は、統一された規格が無くメーカの設計によりバラバラであるので、このままでは、携帯音声無線装置１６の入出力装置となる騒音抑制型のマイクイヤホン２５への出力レベルが携帯音声無線装置１６毎に異なる複数の駆動電圧があることになり、都合が悪い。
【００３１】
例えば、騒音抑制型のマイクイヤホン２５へ向かって出力される電圧が適正な範囲を超えて大き過ぎると、騒音抑制型のマイクイヤホン２５の入力回路で歪みを発生してしまい、音質の劣化を招き受話音声が聞き取り難くなる。
そこで、本発明は、グループ通話を抑制するサーバ１１が、予め接続される携帯音声無線装置１６の機種毎に受話音声信号レベルを適正な範囲に調整するレベル調整手段を備えている。このレベル調整手段により、携帯音声無線装置１６毎に異なる受話音声信号が、予め、接続する携帯音声無線装置１６毎の最適値にあったレベルに調整して送信される。
【００３２】
その実施例を説明する。以下のデータの記憶・演算等の各情報処理は、サーバ１１においてアプリケーション（ソフトウェア）とハードウェア資源の協働により行われる。携帯音声無線装置１６のイヤホン又はスピーカに出力回路から印加される出力電圧の最大値を、携帯音声無線装置１６の機種毎に測定し、その値Ｖｔａ，Ｖｔｂ，…を求める。サーバ１１の記憶装置に、予めこの通話システム１０でグループ通話に使用する可能性のある携帯音声無線装置１６ａ〜１６ｄの受話音声の最大出力電圧Ｖｔａ，Ｖｔｂ，…を記録しておく。一方、騒音抑制型のマイクイヤホン２５について歪みを発生しない適正な最大の入力電圧をＶｓとする。この値も、予めサーバ１１の記憶装置に記録しておく。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、携帯音声無線装置１６がグループ通話に参加しグループ通話を始めるとき、サーバ１１は、グループ通話を招集した携帯音声無線装置１６ａ、及び招集されたのが携帯音声無線装置１６ｂ〜１６ｄであることを知る。そして、サーバ１１は、携帯音声無線装置１６ａ〜１６ｄのそれぞれに対応した出力電圧の最大値Ｖｔａ〜Ｖｔｄを、記憶装置から読み出させる。
サーバ１１は、パケットを送るとき、携帯音声無線装置１６ａ宛のデータに含まれる総和音声信号にＶｓ／Ｖｔａの係数を掛け算する。同様に、携帯音声無線装置１６ｂ宛のデータに含まれる総和音声信号にＶｓ／Ｖｔｂの係数を掛け算する。以下、同様である。
【００３４】
これにより、騒音抑制型のマイクイヤホン２５に向けて出力される音声信号のレベルは、携帯音声無線装置１６の機種が代わっても一定となる。
ところで、高騒音環境における通話システムについて考えた場合、通話現場で騒音に曝されるのは通話者が通話に際して使用する装置であるマイクイヤホンなので、このマイクイヤホンを原理的に騒音フリー構造とすることで、高騒音下でも通話可能なシステムを実現することができる。
【００３５】
通話音声は、伝送中に伝送路上で様々な状態、例えば、空気の振動、アナログ電気信号、デジタル電気信号、パケット化情報等に変換されるが、この内、外部騒音に影響されるのは空気中に開放された伝送部分である。従って、この伝送部分を、専用の閉鎖領域とすることが必要である。騒音環境下において騒音に煩わされずに通話をするには、受話手段であるイヤホンを介して聞き取る相手の音声に騒音が混在しないこと、及び送話手段であるマイクを介して話しかける自分の音声に騒音が混在しないことが求められる。
【００３６】
また、マイクイヤホンを騒音フリー構造とした上で、高騒音環境にある工場等の現場作業において邪魔にならない小型で、携帯し易く、長時間使用しても疲労し難い構造であることが要求される。
このような要求に対し、通話システム１０は、非常に小型で片方の耳に装着できるイヤホン形状を有し、同時にマイクとしても機能する騒音が入り込むのを抑制する耳穴挿入形のマイクイヤホン２５を備えている。マイクイヤホン２５は、通常のイヤホンと同じく耳穴に装着して振動板が発生する空気振動を聞くことにより、イヤホンとして機能し、同時に、通常のマイクと異なり発声する際に口からだけでなく耳穴内部にも発生する空気振動を振動板で捉えることにより、マイクとして機能する。
【００３７】
即ち、マイクイヤホン２５は、１枚しかない振動板で電気信号から空気振動への変換と、その逆の空気振動から電気信号への変換を行う。振動板の近傍にコイルと永久磁石を設置して、コイルに電流を流し電磁力により振動板を駆動することでイヤホンとして、一方、空気振動により駆動された振動板により電磁界によってコイルに電流が発生することでマイクとして、それぞれ機能する。このとき、振動板の駆動回路の信号が、直接、マイクアンプの入力回路へ回り込むと循環回路となってハウリングが発生するので、それを避けるため、電気的な分離を行っている。
【００３８】
騒音フリー構造については、先ず、受話時にイヤホンとして動作する際の対策として、イヤホン本体を外部騒音を伝え難い遮音構造とすると共に、イヤホンと接触する耳穴の皮膚との間から外部騒音が侵入するのを防ぐ密着度の高いイヤパッドを使用して、耳栓効果を持たせる。これで、耳穴の中は密閉空間になって遮音効果が得られるので、９０ｄＢを超える騒音下にあっても騒音に影響されずにイヤホンから入力する通話音声を聞くことができる。次に、マイクとして動作する際も、同様の理由で、内部の振動板に騒音が伝わらないので、出力する送話音声に騒音を混入させることがない。
【００３９】
その上、侵入を阻止できずに、マイクイヤホン２５へ侵入してしまった騒音については、騒音処理装置２６の騒音処理回路による騒音除去処理を行って、通話音声以外の音声を騒音として除去している。この騒音除去処理は、無通話音声状態の背景音を雑音と見なして事前に測定し、そのスペクトルを求めて行われるが、短時間に比較的大きな音が発生した場合、この間を有声状態と見なしてこの部分から音声のスペクトルを求める。信号の入力中は、常時、騒音のスペクトル部分を抑制し、音声のスペクトル部分は通過させるものである。
【００４０】
このように、この発明に係る通話システム１０は、耳栓機能のあるマイクイヤホン２５を使い、このマイクイヤホン２５と耳穴で、外部の空気中とは音響的につながらない密閉空間を形成し、口から発せられた音声が耳穴にも伝わることを利用して、マイクイヤホン２５に密閉空間を通して音声を入力する。また、マイクイヤホン２５から出力される音声情報は、マイクイヤホン２５と耳穴で形成した密閉空間を通して鼓膜に伝えられる。更に、サーバ１１は、低騒音下での各種汎用マイク特性を合わせ込む処理を行う。
【００４１】
その結果、通話音声に騒音が混入するのを阻止することができ、通話者の周囲の高騒音や作業者の動作に伴って発生する騒音等が満ちている高騒音環境においても、グループ通話、一斉放送、及びページング放送が可能になり、確実に音声通話による相互連絡や確認を行うことができる。
また、マイクイヤホン２５は、イヤホンとして動作した結果、振動板や密閉空間を進行して鼓膜等で反射し遅れてマイクに入ってくる成分を抑制するエコーキャンセラーを備えている。
【００４２】
また、騒音処理装置２６は、マイクイヤホン２５に入力した入力電気信号に混入した騒音成分を低減するため、入力電気信号をデジタル化して、常時、背景となる騒音のスペクトラムを測定し、その強度の強い箇所を減衰させることでノイズリダクションを行う。
また、マイクイヤホン２５の筐体は、外殻を形作るケースの内部に振動板とコイルとからなる変換器を設置し、設置後の余剰部分に遮音材を詰めると共に、耳穴への装着に際しイヤーパッドが耳穴の皮膚に隙間無く密着することにより、外部へ音が漏れないようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の一実施の形態に係る通話システムの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図１の通話システムの他の構成例を概略的に示す説明図である。
【図３】グループ通話を実施する際の流れを示し、（ａ）は招集による場合のシーケンスチャートであり、（ｂ）は参加による場合のシーケンスチャートである。
【図４】放送を実施する際の流れを示すシーケンスチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  通話システム
１１  サーバ
１２  スイッチングハブ
１３ａ，１３ｂ  アクセスポイント
１４  固定電話機
１５ａ，１５ｂ  スピーカ
１６ａ〜１６ｈ  携帯音声無線装置
１７ａ〜１７ｈ  防雑ヘッドセット
１８ａ，１８ｂ  拡声器放送用端末機
１９  ＶｏＩＰ−ＧＷ
２０  既設電話交換機
２１  既設構内ＰＨＳアンテナ
２２ａ  公衆交換電話網
２２ｂ  携帯電話網
２２ｃ  公衆ＰＨＳ網
２３  携帯電話基地局
２４  公衆ＰＨＳアンテナ
２５  マイクイヤホン
２６  騒音処理装置
【図１】
2010050695.tif 000003
【図２】
2010050695.tif 000004
【図３】
2010050695.tif 000005
【図４】
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